CN115377551A - 一种储能集装箱及储能*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种储能集装箱及储能***。所述储能集装箱包括外壳、第一冷却组件、储能模块、第二冷却组件及冷却流体，所述外壳围合成收容腔，所述外壳埋没于海水中，所述外壳与海水接触；所述第一冷却组件设置于所述外壳，且环绕收容腔设置；所述储能模块设置于收容腔内，所述第一冷却组件用于对所述储能模块散热；所述第二冷却组件设置于收容腔内并于所述储能模块导热连接，所述第二冷却组件与所述第一冷却组件相连通；所述冷却流体设置于所述第一冷却组件及所述第二冷却组件内，并在所述第一冷却组件与第二冷却组件之间循环流动，以对所述储能模块进行散热。本申请的储能集装箱通过外壳与海水的热交换散热，具有较高的能量利用率和安全性能。

Description

一种储能集装箱及储能***
技术领域
本申请涉及储能设备领域，尤其是涉及一种储能集装箱及储能***。
背景技术
储能设备在未来能源应用场景中的作用越来越突出。一方面，在新能源发电中，风能、太阳能发电具有间歇性、不稳定性的特点，引入储能设备可以有效抑制发电功率波动，从而提高电能质量。另一方面，储能设备还可以“削峰填谷”，即在电网处于输出功率低谷时期吸收电网多余的功率，然后在电网处于输出功率高峰时期主动给电网供电，这样一来，便可大大降低电网的峰值功率，提升电力需求侧管理能力，促进可再生能源的应用等。
在储能设备中，储能集装箱由于具有安装方便、占地面积小及移动灵活等特点，在众多储能设备中脱颖而出。当前的储能集装箱一般安装在陆地上，其中的储能模块在工作中会散发大量的热量，因此通常在储能集装箱中设置液冷机组或工业空调等设备来带走热量，但利用液冷机组及工业空调会耗费大量的电能，增加储能集装箱的自耗电电量，降低储能集装箱的充放电效率；再者，当储能集装箱发生故障时，容易引发火灾或***，造成热源伤亡及财务损失。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种储能集装箱及储能***，所述储能集装箱可以设置于海底，通过与海水热交换带走电池的热量，从而降低储能集装箱的自耗电电量，提高了储能集装箱的充放电效率和安全性能。
本申请提供了一种储能集装箱，所述储能集装箱包括：外壳、第一冷却组件、储能模块、第二冷却组件及冷却流体，所述外壳围合成收容腔，所述外壳埋没于海水中，所述外壳与海水接触；所述第一冷却组件设置于所述外壳，且环绕所述收容腔设置，所述储能模块设置于所述收容腔内，所述第一冷却组件用于对所述储能模块散热；所述第二冷却组件设置于收容腔内并于所述储能模块导热连接，所述第二冷却组件与所述第一冷却组件相连通；所述冷却流体设置于所述第一冷却组件及所述第二冷却组件内，并在所述第一冷却组件与第二冷却组件之间循环流动，以对所述储能模块进行散热。
在本申请的实施例中，所述储能集装箱的外壳埋没于海水中，所述外壳与海水接触，可以与海水进行热交换。所述第二冷却组件与所述第一冷却组件相连通，形成供冷却流体流动的循环管道。在储能集装箱工作的过程中，储能模块会散发热量并将热量传递到储能集装箱内的第二冷却组件上，相应地，第二冷却组件中靠近储能模块的冷却流体的温度随之升高，而所述冷却流体可以在所述第二冷却组件与第一冷却组件之间循环流动，所述温度较高的冷却流体通过循环流动到储能集装箱外壳的第一冷却组件，第一冷却组件中的冷却流体通过与海水热交换进行散热，从而降低冷却流体的温度，再将温度较低的冷却流体循环流动到储能集装箱内的第二冷却组件上，继续带走储能模块的热量，从而达到有效控制储能集装箱储能模块的温度。本申请实施例的储能集装箱无需借助液冷机组或工业空调等设备，无需耗费储能集装箱自身储存的电量来散热，从而降低了储能集装箱的自耗电电量，提高了储能集装箱的能量利用率；此外，本申请实施例的储能集装箱设置于海底中，当储能集装箱中储能模块散发的热量无法及时排出而发生故障时，不会引发大型的火灾，可减少不必要的热源伤亡及财务损失，提高了储能集装箱的安全性能。
进一步地，所述储能集装箱还包括驱动机构，所述驱动机构设置于所述收容腔内，所述驱动机构分别连通所述第一冷却组件及所述第二冷却组件，用于驱动冷却流体在所述第一冷却组件与所述第二冷却组件之间循环流动。
在本申请的储能集装箱中，所述驱动机构传递给冷却流体能量，以使冷却流体能量增加，从而驱动冷却流体在所述第一冷却组件与所述第二冷却组件之间的循环流动。在储能集装箱工作过程中，储能模块散发的热量传递到与之导热连接的第二冷却组件上，使得第二冷却组件中的冷却流体温度较高；而所述外壳由于直接浸泡在温度较低的海水中，使得设置于外壳的第一冷却组件中冷却流体的温度较低。通过设置驱动机构，使得所述第一冷却组件与第二冷却组件中的冷却流体得以循环流动实现热交换，将温度较高的冷却流体循环流动到第一冷却组件中以实现降温并将储能模块的热量带出储能集装箱，温度较低的冷却流体循环流动到与储能模块导热连接的第二冷却组件中，以降低储能模块及储能集装箱的温度，保证所述储能集装箱不因温度过高而发生故障，提高了储能集装箱的安全性能。相较于设置液冷机组或工业空调等设备来消耗储能模块的热量的方案，本申请实施例无需耗费储能集装箱自身储存的电量来散热，提高了储能集装箱的能量利用率。此外，本申请实施例的储能集装箱可完全浸入于海水中，当储能集装箱中储能模块散发的热量无法及时排出而发生故障时，不会引发大型的火灾，可减少不必要的人员伤亡及财务损失。
进一步地，所述第二冷却组件包括散热单元及多个冷却管，所述散热单元与所述储能模块分别导热连接，所述散热单元具有流道，所述流道内设有所述冷却流体，所述多个冷却管连通所述散热单元、所述驱动机构以及所述第一冷却组件。
在本申请的储能集装箱中，散热单元与所述储能模块导热连接，将储能模块的热量通过流动于散热单元的流道内的冷却流体传递至冷却管，并通过冷却管将热量传递到所述储能集装箱的外壳，所述散热单元与所述冷却管将储能模块散发的热量通过热传递的方式带出储能集装箱，此方案无需借助液冷机组或工业空调等设备，无需耗费储能集装箱自身储存的电量来散热，从而降低了储能集装箱的自耗电电量，提高了储能集装箱的能量利用率；其次，本申请的实施例具有较高的散热效率，能及时将储能模块散发的热量传递出来，减少了储能集装箱因为储能模块温度过高而发生故障的概率，提高了储能集装箱的安全性能；再者，本申请实施例的储能集装箱可以设置于海底，当储能集装箱中储能模块散发的热量无法及时排出而发生故障时，不会引发大型的火灾，可减少不必要的热源伤亡及财务损失。
进一步地，所述储能模块的数量为多个，所述散热单元的数量为多个，每个所述散热单元与一个所述储能模块导热连接，所述散热单元之间通过多个冷却管进行连通。
在本申请的储能集装箱中，储能集装箱的收容腔内有多个储能模块，每个储能模块通过与一个散热单元一一导热连接，将热量传递到散热单元中流动的冷却流体上，并通过冷却管中冷却流体的流动将储能模块的热量传输到储能集装箱的表面，再通过第一冷却组件中冷却流体与海水的热交换来达到散热的目的。本申请实施例的储能集装箱中每个储能模块在工作中散发的热量都能有效传递到一一对应的散热单元上，并最终有效地将热量传递到储能集装箱的表面，储能模块的温度能保持在合理的范围，使得储能集装箱不至于因为储能模块温度过高而发生故障，提高了储能集装箱的安全性能。
进一步地，所述储能模块包括箱体、散热单元及多个电池单元，所述多个电池单元设置于所述箱体内；每个所述散热单元包括多个散热子单元，每一所述散热子单元与每一所述电池单元导热连接；其中，所述散热子单元之间通过冷却管进行连通。
在本申请的储能集装箱中，所述储能模块包括箱体、散热单元及多个电池单元，每个电池单元通过与一个散热子单元一一导热连接，将热量传递到散热子单元中流动的冷却流体上，所述多个散热子单元之间通过冷却管进行流通，通过冷却流体的流动将电池单元的热量传输到储能集装箱的表面，最后通过第一冷却组件中冷却流体与海水的热交换来达到散热的目的。在本申请的实施例中，每个电池单元与一个散热子单元一一导热连接，将所述电池单元在工作过程中散发的热量及时传递出来，保证了储能模块的散热效率，从而控制所述储能集装箱内储能模块的温度，保证了所述储能集装箱不至于因为储能模块的温度过高而发生故障，提高了储能集装箱的安全性能；再者，此实施例无需借助液冷机组或工业空调等设备，无需耗费储能集装箱自身储存的电量来散热，从而降低了储能集装箱的自耗电电量，提高了储能集装箱的能量利用率。
进一步地，所述储能集装箱还包括导热涂层，所述导热涂层设置于所述电池单元与所述散热子单元之间，用于使所述电池单元与所述散热子单元导热连接。
在本申请的实施例中，将所述导热涂层设置于所述电池单元与所述散热子单元之间，有利于排出所述电池单元与所述散热子单元之间的空气，所述导热涂层的导热系数比空气的导热系数更大，导热性能更好，有利于提高导热效率，将电池单元在工作中散发的热量快速传递到散热子单元上，继而提高储能集装箱的散热效率，降低储能集装箱由于温度过高而发生故障的风险；此外，所述导热涂层还具有一定的粘接强度，加强了所述电池单元与散热子单元的连接强度，确保电池单元的热量能有效地从散热子单元中流动的冷却流体快速流出，有助于提高储能集装箱的稳定性和安全性。
进一步地，所述储能集装箱还包括温度传感器及控制器，所述温度传感器用于测量所述储能模块的温度，所述控制器分别与所述温度传感器及所述驱动机构电连接，所述控制器用于根据所述储能模块的温度，控制所述驱动机构的转速，以控制所述冷却流体在所述第二冷却组件与第一冷却组件之间循环流动的速度。
在本申请的实施例中，储能集装箱中的温度传感器能实时监测储能模块的温度，控制器能根据所测得的储能模块的温度改变所述驱动机构的转速，从而实现对储能集装箱散热速度的控制，保证所述储能集装箱不至于因为储能模块温度过高而发生故障，提高了储能集装箱的安全性和稳定性。
进一步地，所述外壳还包括第一子壳及第二子壳，所述第一子壳围合成所述收容腔，所述第二子壳环绕所述第一子壳的外周设置且与所述第一子壳间隔设置，所述第一冷却组件设置于所述第一子壳与所述第二子壳之间，且环绕所述第一子壳的外周设置。
在本申请实施例中，当储能集装箱设置于海底时，第二子壳背离所述收容腔的表面与海水直接接触，所述第二子壳的温度较低。所述第一冷却组件设置于所述第一子壳与所述第二子壳之间，则第一冷却组件中的冷却流体可通过第二子壳与海水进行热交换，将传递到储能集装箱外壳的热量传递到海水中，从而实现有效散热，降低循环流动的冷却流体的温度。而所述第一冷却组件环绕所述第一子壳的外周设置，第一冷却组件中实现有效散热而温度降低的冷却流体有助于进一步降低所述第一子壳及所述储能集装箱的温度，使得储能集装箱内部的温度不至于过高而发生故障，提高了储能集装箱的安全性能。
进一步地，所述外壳的形状为胶囊状。
本申请实施例的储能集装箱可下沉至海底，通过与温度较低的海水进行热交换而降低储能集装箱的温度，但相较于设置于陆地上的储能集装箱，本申请的储能集装箱在海底中还需承受来自不同方向的海水的压力。通过设置所述储能集装箱的外壳为胶囊状，有利于储能集装箱在海底所受应力均匀，保证所述储能集装箱能平稳设置于海底，正常发挥供电或储电的功能，提高储能集装箱的稳定性和安全性。
本申请还提供了一种储能***，所述储能***包括多个本申请提供的储能集装箱，多个所述储能集装箱的电连接方式包括串联、并联中的至少一种。
在本申请实施例的储能***中，所述储能***包括多个储能集装箱，所述多个储能集装箱在工作的过程中，储能集装箱中的储能模块产生的热量可通过外壳与海水之间的热交换带走热量，且无需耗费储能集装箱自身储存的电量来散热，所述储能集装箱具有较高的能量利用率及安全性能，使得所述储能***具有较高的能量利用率及安全性能。
在本申请的实施例中，所述储能集装箱的外壳埋没于海水中，所述外壳与海水接触，可以与海水进行热交换。所述第二冷却组件与所述第一冷却组件相连通，形成供冷却流体流动的循环管道。在储能集装箱工作的过程中，储能模块会散发热量并将热量传递到储能集装箱内的第二冷却组件上，相应地，第二冷却组件中靠近储能模块的冷却流体的温度随之升高，而所述冷却流体可以在所述第二冷却组件与第一冷却组件之间循环流动，所述温度较高的冷却流体通过循环流动到储能集装箱外壳的第一冷却组件，第一冷却组件中的冷却流体通过与海水热交换进行散热，从而降低冷却流体的温度，再将温度较低的冷却流体循环流动到储能集装箱内的第二冷却组件上，继续带走储能模块的热量，从而达到有效控制储能集装箱储能模块的温度。本申请实施例的储能集装箱无需借助液冷机组或工业空调等设备，无需耗费储能集装箱自身储存的电量来散热，从而降低了储能集装箱的自耗电电量，提高了储能集装箱的能量利用率；此外，本申请实施例的储能集装箱设置于海底中，当储能集装箱中储能模块散发的热量无法及时排出而发生故障时，不会引发大型的火灾，可减少不必要的热源伤亡及财务损失，提高了储能集装箱的安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例中的储能集装箱的透视结构示意图；
图2为本申请一实施例中的外壳与第一冷却组件的装配示意图；
图3为本申请一实施例中的储能集装箱的俯视图；
图4为本申请一实施例中的散热单元的透视结构示意图；
图5为本申请一实施例中的储能模块的透视结构示意图；
图6为本申请又一实施例中的储能模块的透视结构示意图；
图7为本申请一实施例中的电池单元与导热涂层、散热子单元的装配示意图；
图8为本申请一实施例中的储能集装箱的电路框图；
图9为本申请一实施例中的储能***的结构示意图。
附图标记说明：
10-储能集装箱；11-外壳；111-第一子壳；112-第二子壳；113-第一冷却组件；114-第一弯管；12-收容腔；13-储能模块；131-箱体；132-电池单元；14-第二冷却组件；141-散热单元；142-流道；143-散热子单元；144-冷却管；145-导热涂层；146-第二弯管；147-进出水口；15-冷却流体；16-驱动机构；17-温度传感器；18-控制器；19-吊环；1-储能***。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着，结合实施例或实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
储能集装箱作为一种内部高度集成的储能设备，其储能模块在运行中会产生大量的热量，造成储能集装箱的温度过高，会影响储能集装箱***运行的稳定性和安全性，因此，储能集装箱的散热非常关键。可以采用在储能集装箱内设置液冷机组或工业空调等设备来带走储能集装箱的热量，但液冷机组及工业空调的运作会增加储能集装箱的自耗电电量，降低储能集装箱的充放电效率。再者，大多数的储能集装箱一般安装在陆地上或水上平台，当储能集装箱发生故障时，容易引发火灾或***，造成人员伤亡及财务损失。
鉴于此，本申请实施例提供了一种储能集装箱10，所述储能集装箱10可以设置于海底，通过与海水热交换带走储能模块13的热量，从而降低储能集装箱10的自耗电电量，提高了储能集装箱10的能量利用率和安全性能。
请参见图1及图2，本申请实施例提供了一种储能集装箱10，所述储能集装箱10包括：外壳11、第一冷却组件113、储能模块13、第二冷却组件14及冷却流体15，所述外壳11围合成收容腔12，所述外壳11埋没于海水中，所述外壳11与海水接触；所述第一冷却组件113设置于所述外壳11，且环绕所述收容腔12设置，所述储能模块13设置于所述收容腔12内，所述第一冷却组件113用于对所述储能模块13散热；所述第二冷却组件14设置于收容腔12内并于所述储能模块13导热连接，所述第二冷却组件14与所述第一冷却组件113相连通；所述冷却流体15设置于所述第一冷却组件113及所述第二冷却组件14内，并在所述第一冷却组件113与第二冷却组件14之间循环流动，以对所述储能模块13进行散热。
本申请实施例的储能集装箱10的应用场景可以为但不限于为河流、深海海底等。本申请实施例以储能集装箱10应用于深海海底为例，不应理解为对本申请实施例的储能集装箱10的限制。
在本申请的实施例中，所述储能集装箱10的外壳11埋没于海水中，所述外壳11与海水接触，可以与海水进行热交换。所述第二冷却组件14与所述第一冷却组件113相连通，形成供冷却流体15流动的循环管道。在储能集装箱10工作的过程中，储能模块13会散发热量并将热量传递到储能集装箱10内的第二冷却组件14上，相应地，第二冷却组件14中靠近储能模块13的冷却流体15的温度随之升高，而所述冷却流体15可以在所述第二冷却组件14与第一冷却组件113之间循环流动，所述温度较高的冷却流体15通过循环流动到储能集装箱10外壳11的第一冷却组件113，第一冷却组件113中的冷却流体15通过与海水热交换进行散热，从而降低冷却流体15的温度，再将温度较低的冷却流体15循环流动到储能集装箱10内的第二冷却组件14上，继续带走储能模块13的热量，从而达到有效控制储能集装箱10储能模块13的温度。本申请实施例的储能集装箱10无需借助液冷机组或工业空调等设备，无需耗费储能集装箱10自身储存的电量来散热，从而降低了储能集装箱10的自耗电电量，提高了储能集装箱10的能量利用率；此外，本申请实施例的储能集装箱10设置于海底中，当储能集装箱10中储能模块13散发的热量无法及时排出而发生故障时，不会引发大型的火灾，可减少不必要的热源伤亡及财务损失，提高了储能集装箱10的安全性能。
可以理解地，所述第一冷却组件113环绕所述收容腔12设置，可以为，所述第一冷却组件113均匀分布于所述外壳11中，每个所述第一冷却组件113的左右两端均开凿有通孔，每相邻两个所述第一冷却组件113收尾之间的两个通孔均连接有连通第一弯管114。所述储能集装箱10可设置于深海海底，所述储能集装箱10可完全浸入于海水中，则所述外壳11与海水有充分的接触面积，所述外壳11中的第一冷却组件113与海水由于温度的差异可实现热交换，从而达到将储能集装箱10的热量传递到海水中而降低储能集装箱10的温度的目的。
请参见图1，在本申请一些实施例中，所述储能集装箱10还包括驱动机构16，所述驱动机构16设置于所述收容腔12内，所述驱动机构16分别连通所述第一冷却组件113及所述第二冷却组件14，用于驱动冷却流体15在所述第一冷却组件113与所述第二冷却组件14之间循环流动。
在本申请实施例的储能集装箱10中，所述驱动机构16传递给冷却流体15能量，以使冷却流体15能量增加，从而驱动冷却流体15在所述第一冷却组件113与所述第二冷却组件14之间的循环流动。在储能集装箱10工作过程中，储能模块13散发的热量传递到与之导热连接的第二冷却组件14上，使得第二冷却组件14中的冷却流体15温度较高；而所述外壳11由于直接浸泡在温度较低的海水中，使得设置于外壳11的第一冷却组件113中冷却流体15的温度较低。通过设置驱动机构16，使得所述第一冷却组件113与第二冷却组件14中的冷却流体15得以循环流动实现热交换，将温度较高的冷却流体15循环流动到第一冷却组件113中以实现降温并将储能模块13的热量带出储能集装箱10，温度较低的冷却流体15循环流动到与储能模块13导热连接的第二冷却组件14中，以降低储能模块13及储能集装箱10的温度，保证所述储能集装箱10不因温度过高而发生故障，提高了储能集装箱10的安全性能。相较于设置液冷机组或工业空调等设备来消耗储能模块13的热量的方案，本申请实施例无需耗费储能集装箱10自身储存的电量来散热，提高了储能集装箱10的能量利用率。此外，本申请实施例的储能集装箱10可完全浸入于海水中，当储能集装箱10中储能模块13散发的热量无法及时排出而发生故障时，不会引发大型的火灾，可减少不必要的人员伤亡及财务损失。
可选地，驱动机构16可以为但不限于为驱动电机、循环水泵等。
地。芯模模组集装箱，其
请参见图3及图4，在一些实施例中，所述第二冷却组件14包括散热单元141以及多个冷却管144，所述散热单元141与所述储能模块13导热连接，所述散热单元141具有流道142，所述流道142内设有所述冷却流体15；所述多个冷却管144分别连通所述散热单元141、所述驱动机构16以及所述第一冷却组件113。
在本申请实施例的储能集装箱10中，散热单元141与所述储能模块13导热连接，将储能模块13的热量通过流动于散热单元141的流道142内的冷却流体15传递至冷却管144，并通过冷却管144将热量传递到所述储能集装箱10的外壳11，所述散热单元141与所述冷却管144将储能模块13散发的热量通过热传递的方式带出储能集装箱10，此方案无需借助液冷机组或工业空调等设备，无需耗费储能集装箱10自身储存的电量来散热，从而降低了储能集装箱10的自耗电电量，提高了储能集装箱10的能量利用率；其次，本申请的实施例具有较高的散热效率，能及时将储能模块13散发的热量传递出来，减少了储能集装箱10因为储能模块13温度过高而发生故障的概率，提高了储能集装箱10的安全性能；再者，本申请实施例的储能集装箱10可以设置于海底，当储能集装箱10中储能模块13散发的热量无法及时排出而发生故障时，不会引发大型的火灾，可减少不必要的热源伤亡及财务损失。
在本申请实施例的储能集装箱10中，所述散热单元141具有流道142，所述流道142内设有所述冷却流体15。所述流道142为储能模块13提供了散热通道。当储能集装箱10工作时，储能模块13的热量传递到导热连接的散热单元141上，温度较低的冷却流体15流动到散热单元141的流道142中时，将进一步降低储能模块13的温度，同时带走储能模块13传递的热量，通过冷却管144运输到储能集装箱10外壳11的第一冷却组件113，从而实现储能模块13的有效散热，使储能集装箱10不至于因为温度过高而发生故障，提高储能集装箱10的安全性能。
可选地，所述散热单元141中有多个均匀排布的流道142，所述多个流道142左右两端均开凿有通孔，每相邻两个所述流道首尾之间的两个通孔均连接有连通第二弯管146，所述散热单元141至少设置两个进出水口147，所述进出水口147用于与所述冷却管144或者其它任意一个散热单元141的进出水口147连通，使得冷却流体15可以从其中一个进出水口147流进散热单元内，并通过另一个进出水口147流出，进而带走散热单元141上吸附的来自储能模块13的热量。在图3的实施例中，以所述散热单元141有两个进出水口147为例进行示意，不应理解为对本申请散热单元的限制。
可以理解地，所述冷却管144分别连通所述散热单元141、所述驱动机构16以及所述第一冷却组件113，可以为，所述冷却管144提供了冷却流体15在散热单元141、所述驱动机构16以及所述第一冷却组件113之间循环流动的通道。使得所述冷却流体15可以循环流动，以将储能模块13在工作中产生的热量带至第一冷却组件113，通过与温度较低的海水进行热交换，实现散热，控制储能模块13的温度在合适的范围内。
请参见图3，在一些实施例中，所述储能模块13的数量为多个，所述散热单元141的数量为多个，每个所述散热单元141与一个所述储能模块13导热连接，所述散热单元141之间通过多个冷却管144进行连通。
在本申请实施例的储能集装箱10中，储能集装箱10的收容腔12内有多个储能模块13，每个储能模块13通过与一个散热单元141一一导热连接，将热量传递到散热单元141中流动的冷却流体15上，并通过冷却管144中冷却流体15的流动将储能模块13的热量传输到储能集装箱10的表面，再通过第一冷却组件113中冷却流体15与海水的热交换来达到散热的目的。本申请实施例的储能集装箱10中每个储能模块13在工作中散发的热量都能有效传递到一一对应的散热单元141上，并最终有效地将热量传递到储能集装箱10的表面，储能模块13的温度能保持在合理的范围，使得储能集装箱10不至于因为储能模块13温度过高而发生故障，提高了储能集装箱10的安全性能。
可选地，所述多个储能模块13的电连接方式包括并联、串联中的至少一种，换言之，多个储能模块13通过串联的方式进行电连接，也可以为，所述多个储能模块13通过并联的方式进行电连接，还可以为，所述多个储能模块13通过串联和并联结合的方式进行电连接。
可选地，所述散热单元141可以设置于所述储能模块13的底部、侧部或顶部。在图3的实施例中，以所述散热单元141设置于所述储能模块13顶部为例进行示意，不应理解为对本申请散热单元的限制。
请参见图5及图6，在一些实施例中，所述储能模块13包括箱体131、散热单元141及多个电池单元132，所述多个电池单元132设置于所述箱体131内；每个所述散热单元141包括多个散热子单元143，每一所述散热子单元143与一个所述电池单元132导热连接；其中，所述散热子单元143之间通过冷却管144进行流通。
在本申请实施例的储能集装箱10中，所述储能模块13包括箱体131、散热单元141及多个电池单元132，每个电池单元132通过与一个散热子单元143一一导热连接，将热量传递到散热子单元143中流动的冷却流体15上，所述多个散热子单元143之间通过冷却管144进行流通，通过冷却流体15的流动将电池单元132的热量传输到储能集装箱10的表面，最后通过第一冷却组件113中冷却流体15与海水的热交换来达到散热的目的。在本申请的实施例中，每个电池单元132与一个散热子单元143一一导热连接，将所述电池单元132在工作过程中散发的热量及时传递出来，保证了储能模块13的散热效率，从而控制所述储能集装箱10内储能模块13的温度，保证了所述储能集装箱10不至于因为储能模块13的温度过高而发生故障，提高了储能集装箱10的安全性能；再者，此实施例无需借助液冷机组或工业空调等设备，无需耗费储能集装箱10自身储存的电量来散热，从而降低了储能集装箱10的自耗电电量，提高了储能集装箱10的能量利用率。
在本申请的实施例中，所述多个电池单元132电连接。可选地，所述多个电池单元132通过串联的方式电连接；或者，所述多个电池单元132通过并联的方式电连接；或者，所述多个电池单元132以串联和并联结合的方式电连接。
在本申请的实施例中，所述散热子单元143与电池单元132依次交替层叠设置于所述箱体131，换言之，所述电池单元132既可以与一个散热子单元143导热连接，也可以与多个散热子单元143导热连接，且所述电池单元132与散热子单元143依次层叠设置。相较于一个电池单元132只与一个散热子单元143一一导热连接的方案，一个电池单元132与多个散热子单元143导热连接的方案可以提高导热效率，提高储能集装箱10的散热效率并提高储能集装箱10的安全性能，但相应地，一个电池单元132与多个散热子单元143导热连接的方案提高了生产的成本。
可选地，所述散热子单元143可以设置于所述电池单元132的底部、侧部及顶部。在图5的实施例及图6的实施例中，以所述散热子单元143设置于所述电池单元132的底部为例进行示意，对本申请散热单元的限制。
请参见图7，在一些实施例中，所述第二冷却组件14还包括导热涂层145，所述导热涂层145设置于所述电池单元132与所述散热子单元143之间，用于使所述电池单元132与所述散热子单元143导热连接。
电池单元132与散热子单元143的接触表面通常不是完全平整的，存在一定微小的孔隙或间隙，这些孔隙或间隙会被空气填充，而空气的导热系数较低，导热性能较差，难以将电池单元132在工作中散发的热量快速传递到散热子单元143上。在本申请的实施例中，将所述导热涂层145设置于所述电池单元132与所述散热子单元143之间，有利于排出所述电池单元132与所述散热子单元143之间的空气，所述导热涂层145的导热系数比空气的导热系数更大，导热性能更好，有利于提高导热效率，将电池单元132在工作中散发的热量快速传递到散热子单元143上，继而提高储能集装箱10的散热效率，降低储能集装箱10由于温度过高而发生故障的风险；此外，所述导热涂层145还具有一定的粘接强度，加强了所述电池单元132与散热子单元143的连接强度，确保电池单元132的热量能有效地从散热子单元143中流动的冷却流体15快速流出，有助于提高储能集装箱10的稳定性和安全性。
可选地，所述导热涂层145可以为但不限于为导热硅脂、导热硅油中的一种或多种。
请参见图8，在一些实施例中，所述储能集装箱10还包括温度传感器17及控制器18，所述温度传感器17用于测量所述储能模块13的温度，所述控制器18分别与所述温度传感器17及驱动机构16电连接，所述控制器18用于根据所述储能模块13的温度，控制所述驱动机构16的转速，以控制所述冷却流体15在所述第二冷却组件14与第一冷却组件113之间循环流动的速度。
在本申请的实施例中，储能集装箱10中的温度传感器17能实时监测储能模块13的温度，控制器18能根据所测得的储能模块13的温度改变所述驱动机构16的转速，从而实现对储能集装箱10散热速度的控制，保证所述储能集装箱10不至于因为储能模块13温度过高而发生故障，提高了储能集装箱10的安全性和稳定性。
可选地，所述储能模块13还与所述驱动机构16电连接，用于为所述驱动机构16供电。
可选地，所述储能模块13还与所述控制器18电连接，用于为所述控制器18供电。
可以理解地，储能模块13安全工作的温度范围为25℃至35℃，当储能模块13的温度高于35℃，易引发热失控，导致储能集装箱10发生故障，引发火灾或***；当储能模块13的温度低于25℃时，所述储能模块13中电池的电解液活性太低，降低了储能模块13的充放电效率。为了保持储能模块13的温度在合理的范围内，当储能模块13的温度高于35℃时，应加大所述驱动机构16的转速，从而提高所述冷却流体15在所述第二冷却组件14与第一冷却组件113之间循环流动的速度，以提高所述储能模块13的散热速度，保证所述储能模块13的正常工作；当储能模块13的温度处于合理的范围或低于25℃时，可以减小所述驱动机构16的转速，以降低驱动机构16消耗的能量，降低储能集装箱10的自耗电电量，从而提高储能集装箱10的能量利用率。
可选地，在本申请实施例的储能集装箱10中，设定储能模块13正常工作的温度为特定值，所述特定值处于25℃至35℃的范围内。当温度传感器17测得储能模块13的温度低于特定值时，所述控制器18将控制驱动机构16的转速为较低转速（例如：100r/min），使得冷却流体15在所述第二冷却组件14与第一冷却组件113之间能循环流动并将储能模块13的热量带至储能集装箱10的外壳11，维持储能模块13正常工作的温度；此外，较低转速降低了驱动机构16消耗的能量，降低储能集装箱10的自耗电电量，从而提高储能集装箱10的能量利用率。当温度传感器17测得储能模块13的温度高于特定值时，所述控制器18将控制驱动机构16的转速为较高转速（例如：200r/min），从而提高所述冷却流体15在所述第二冷却组件14与第一冷却组件113之间循环流动的速度，加快所述储能模块13的散热，使得所述储能模块13的温度能尽快降低到合理的范围，保证了所述储能模块13的正常工作，也使得所述储能集装箱10不至于因为储能模块13温度过高而发生故障，提高了储能集装箱10的安全性能。
在一些实施例中，所述外壳11还包括第一子壳111及第二子壳112，所述第一子壳111围合成所述收容腔12，所述第二子壳112环绕所述第一子壳111的外周设置且与所述第一子壳111间隔设置，所述第一冷却组件113设置于所述第一子壳111与所述第二子壳112之间，且环绕所述第一子壳111的外周设置。
在本申请实施例中，当储能集装箱10设置于海底时，第二子壳112背离所述收容腔12的表面与海水直接接触，所述第二子壳112的温度较低。所述第一冷却组件113设置于所述第一子壳111与所述第二子壳112之间，则第一冷却组件113中的冷却流体15可通过第二子壳112与海水进行热交换，将传递到储能集装箱10外壳11的热量传递到海水中，从而实现有效散热，降低循环流动的冷却流体15的温度。而所述第一冷却组件113环绕所述第一子壳111的外周设置，第一冷却组件113中实现有效散热而温度降低的冷却流体15有助于进一步降低所述第一子壳111及所述储能集装箱10的温度，使得储能集装箱10内部的温度不至于过高而发生故障，提高了储能集装箱10的安全性能。
可以理解地，所述外壳11还包括间隔设置的第一子壳111及第二子壳112，可以为，所述外壳11为双层结构，其中第一子壳111及第二子壳112之间留有间隙。所述外壳11双层结构的设计一方面可以加强对所述储能集装箱10的保护，提高储能集装箱10的安全性能；另一方面，所述外壳11的双层结构之间可用于设置第一冷却组件113，便于将储能集装箱10内部的热量传递到储能集装箱10的外壳11，以将储能集装箱10内的热量及时散出。
在一些实施例中，所述外壳11的形状为胶囊状。
本申请实施例的储能集装箱10可下沉至海底，通过与温度较低的海水进行热交换而降低储能集装箱10的温度，但相较于设置于陆地上的储能集装箱10，本申请的储能集装箱10在海底中还需承受来自不同方向的海水的压力。通过设置所述储能集装箱10的外壳11为胶囊状，有利于储能集装箱10在海底所受应力均匀，保证所述储能集装箱10能平稳设置于海底，正常发挥供电或储电的功能，提高储能集装箱10的稳定性和安全性。
请参见图1及图2，可选地，在一些实施例中，所述储能集装箱10还包括吊环19，所述吊环19设置于所述外壳11背离所述收容腔12的表面。
本申请实施例的储能集装箱10可下沉至海底，通过设置吊环19，便于将所述储能集装箱10设置于指定位置；此外，当储能集装箱10发生故障时，设置吊环19便于将整个储能集装箱10从海底拉出并露出睡眠，便于储能集装箱10的维修和防护，延长储能集装箱10的使用寿命。
在一些实施例中，所述储能集装箱10的外壳11防水等级为IP68。
所述储能集装箱10的外壳11具有较高的防水等级，既能完全防止粉尘进入，又能在一定压力下长时间浸泡于海水中，保证了储能集装箱10能长时间浸泡于海底中，且能正常发挥储电及放电的功能。
请参见图1及图9，本申请实施例还提供了一种储能***1，所述储能***1包括多个本申请提供的储能集装箱10，多个所述储能集装箱10的电连接方式包括串联、并联中的至少一种。
在本申请实施例的储能***1中，所述储能***1包括多个储能集装箱10，多个所述储能集装箱10的外壳11埋没于海水中，所述外壳11与海水接触，可以与海水进行热交换。多个所述储能集装箱10在工作的过程中，储能集装箱10中储能模块13产生的热量可通过外壳11与海水之间的热交换带走热量，且无需耗费储能集装箱10自身储存的电量来散热，所述储能集装箱10具有较高的能量利用率及安全性能，使得所述储能***1具有较高的能量利用率及安全性能。
可以理解地，多个所述储能集装箱10的电连接方式包括串联、并联中的至少一种，可以为，多个所述储能集装箱10通过串联的方式进行电连接；还可以为，多个所述储能集装箱10通过并联的方式进行电连接；还可以为，多个所述储能集装箱10通过混联的方式进行电连接。
在本申请中提及“实施例”“实施方式”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现所述短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。此外，还应该理解的是，本申请各实施例所描述的特征、结构或特性，在相互之间不存在矛盾的情况下，可以任意组合，形成又一未脱离本申请技术方案的精神和范围的实施例。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种储能集装箱，其特征在于，包括：
外壳，所述外壳围合成收容腔，所述外壳埋没于海水中，所述外壳与海水接触；
第一冷却组件，所述第一冷却组件设置于所述外壳，且环绕所述收容腔设置；
储能模块，所述储能模块设置于所述收容腔内，所述第一冷却组件用于对所述储能模块散热；
第二冷却组件，所述第二冷却组件设置于收容腔内并于所述储能模块导热连接，所述第二冷却组件与所述第一冷却组件相连通；以及
冷却流体，所述冷却流体设置于所述第一冷却组件及所述第二冷却组件内，并在所述第一冷却组件与第二冷却组件之间循环流动，以对所述储能模块进行散热。
2.根据权利要求1所述的储能集装箱，其特征在于，所述储能集装箱还包括：
驱动机构，所述驱动机构设置于所述收容腔内，所述驱动机构分别连通所述第一冷却组件及所述第二冷却组件，用于驱动冷却流体在所述第一冷却组件与所述第二冷却组件之间循环流动。
3.根据权利要求2所述的储能集装箱，其特征在于，所述第二冷却组件包括：
散热单元，所述散热单元与所述储能模块分别导热连接，所述散热单元具有流道，所述流道内设有所述冷却流体；以及
多个冷却管，所述多个冷却管连通所述散热单元、所述驱动机构以及所述第一冷却组件。
4.根据权利要求3所述的储能集装箱，其特征在于，所述储能模块的数量为多个，所述散热单元的数量为多个，每个所述散热单元与一个所述储能模块导热连接，所述散热单元之间通过多个冷却管进行连通。
5.根据权利要求3所述的储能集装箱，其特征在于，所述储能模块包括箱体、散热单元及多个电池单元，所述多个电池单元设置于所述箱体内；每个所述散热单元包括多个散热子单元，每一所述散热子单元与每一所述电池单元导热连接；其中，所述散热子单元之间通过冷却管进行连通。
6.根据权利要求5所述的储能集装箱，其特征在于，所述储能集装箱还包括导热涂层，所述导热涂层设置于所述电池单元与所述散热子单元之间，用于使所述电池单元与所述散热子单元导热连接。
7.根据权利要求6所述的储能集装箱，其特征在于，所述储能集装箱还包括温度传感器及控制器，所述温度传感器用于测量所述储能模块的温度，所述控制器分别与所述温度传感器及所述驱动机构电连接，所述控制器用于根据所述储能模块的温度，控制所述驱动机构的转速，以控制所述冷却流体在所述第二冷却组件与第一冷却组件之间循环流动的速度。
8.根据权利要求1所述的储能集装箱，其特征在于，所述外壳还包括第一子壳及第二子壳，所述第一子壳围合成所述收容腔，所述第二子壳环绕所述第一子壳的外周设置且与所述第一子壳间隔设置，所述第一冷却组件设置于所述第一子壳与所述第二子壳之间，且环绕所述第一子壳的外周设置。
9.根据权利要求1所述的储能集装箱，其特征在于，所述外壳的形状为胶囊状。
10.一种储能***，其特征在于：包括多个权利要求1至9任一项所述的储能集装箱，多个所述储能集装箱的电连接方式包括串联、并联中的至少一种。
CN202211316817.0A 2022-10-26 2022-10-26 一种储能集装箱及储能*** Pending CN115377551A (zh)

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